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(java实现)双向循环链表

时间:2019-09-30 23:37:57      阅读:139      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:基本操作   ref   lock   数据   内容   else   复杂度   缩小   概念   

什么是双向循环链表

在了解双向循环链表之前,如果对链表还没有一个清晰的概念,建议你看看单链表单向循环链表,这有利于你更好的理解下面的内容。(废话有点多[逃]

相比单链表,双向循环链表是一个更加复杂的结构。因为双向循环链表的节点不仅包含指向下一个节点的指针(next),还包含指向前一个节点的指针(prev)。

技术图片
  • 在双向循环链表中,可见的不只有头指针head,还有尾节点end。这是和单链表的区别。
  • 双向循环链表的头指针head的前一个节点指向end,尾节点end的后一个节点指向head。

基本操作

双向循环链表的基本操作有:增(add),删(remove),改(set),查(find),插(insert)等。在这里我们只讲解remove,insert和getNode操作,其他实现可看下方源码。

获取节点

由于双向链表有两个可见的节点(head和end),因此双向循环链表获取节点的操作和单链表有所不同。

  • 把需要获取的节点序号和链表长度/2比较
  • 若小于,说明节点是偏前的,因此从head开始一路next下去
  • 若大于,说明节点是偏后的,因此从end开始一路prev上去
  • 这样的设计能使getNode操作的时间复杂度缩短为O(logN)
删除元素
  • 获取待删除元素的节点node
  • 把node前一个节点的next指针设置为node的后一个节点。具体实现为:node.prev.next=node.next
  • 把node后一个节点的prev指针设置为node的前一个节点。具体实现为:node.next.prev=node.prev
  • 由于没有指针指向node,node会被自动清理
  • 记录链表长度的变量-1
插入元素
  • 获取待插入元素的节点node
  • 创建一个节点mynode,next指向node,prev指向node.prev
  • 把node.prev该节点的next指向mynode
  • 把node的前一个节点prev指向mynode

双向循环链表的优劣

优势
  • 相比单链表,双向循环链表所有基本操作均快于单链表(java源码的LinkList类就是双向循环链表)
  • 能直接获取节点的前一个节点,十分灵活
劣势
  • 相比单链表,双链表的空间内存明显要大很多

双链表的设计应用了算法设计的“空间换时间”思想,通过消耗更多的空间来缩小操作的时间复杂度。


源码实现

public class Node<Anytype> {
    public Anytype data;//数据
    public Node<Anytype> prev;//前一个节点
    public Node<Anytype> next;//后一个节点
    public Node(Anytype data,Node<Anytype> prev,Node<Anytype> next){
        this.data=data;
        this.prev=prev;
        this.next=next;
    }
}

----------------------------------------------

public class DoubleLink<AnyType> {
    Node<AnyType> head;//头指针
    Node<AnyType> end;//尾节点
    int size;//记录链表长度

    //初始化链表
    public void initlist(){
        end=new Node<>(null,null,null);
        head=new Node<>(null,null,end);
        end.prev=head;
        end.next=head;
        size=0;
    }

    //获取长度
    public int length(){
        return size;
    }

    //获取节点
    public Node<AnyType> getNode(int index){
        Node<AnyType> n;
        if(index>=size/2){
            n=end;
            for(int i=length();i>index;i--){
                n=n.prev;
            }
            return n;
        }
        else{
            n=head;
            for(int i=0;i<=index;i++){
                n=n.next;
            }
            return n;
        }
    }

    //添加元素
    public void add(AnyType a){
        Node<AnyType> renode=new Node<>(a,getNode(size-1),end);
        renode.prev.next=renode;
        renode.next.prev=renode;
        size++;
    }

    //插入元素
    public void insert(int i,AnyType a){
        Node<AnyType> n=getNode(i);
        Node<AnyType> renode=new Node<>(a,n.prev,n);
        n.prev.next=renode;
        n.prev=renode;
        size++;
    }

    //删除元素
    public AnyType remove(int i){
        Node<AnyType> n=getNode(i);
        AnyType data=n.data;
        n.prev.next=n.next;
        n.next.prev=n.prev;
        size--;
        return data;
    }

    //获取i位置的数据
    public AnyType get(int i){
        return getNode(i).data;
    }

    //为i位置元素重新赋值
    public AnyType set(int i,AnyType a){
        Node<AnyType> n=getNode(i);
        AnyType old=n.data;
        n.data=a;
        return old;

    }

    //清空链表
    public void clear(){
        initlist();
    }



    public void print(){
        for(int i=0;i<size;i++){
            System.out.println(getNode(i).data);
        }
    }
}

(java实现)双向循环链表

标签:基本操作   ref   lock   数据   内容   else   复杂度   缩小   概念   

原文地址:https://www.cnblogs.com/sang-bit/p/11614232.html

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